现代工程测量新技术在水利工程中的应用论文_梁永欢

现代工程测量新技术在水利工程中的应用论文_梁永欢

河北省水利水电勘测设计研究院 河北石家庄 050000

摘要:水利工程作为涉及多方面领域的大工程,需要耗费大量的时间和金钱,以及众多专业型人才。对于地质条件、施工环境等因素有十分严苛的要求。测绘工作是水利工程建设的关键。在野外测绘是经常会遇到一些意外条件常常使测绘信息变得复杂,所以在动土前进行水利工程测量十分关键,是保证之后勘探设计工作能否顺利进行的前提。

关键词:现代工程测量;水利工程;技术应用

1现代测绘新技术的主要内容

(1)GPS技术是一项全球定位系统,主要的作用就是通过利用其自身的核心技术信号接收机,在不受到时间和地点的束缚前提下,高效开展测绘点三维坐标值的测算工作,快速地将工程施工目标进行空间位置定位。(2)GIS技术的运用,能够有效地进行输入、储存、查询以及运算表达出水利工程所具备的实际空间内涵数据信息,同时进行综合性的处理与分析诸多来源时空数据。(3)遥感技术的运用。主要是利用非接触式的传感器来获得影像资料数据,并在这些数据中提取工程目标的形状、大小、具体位置。在水利工程项目建设的施工过程中,全自动测图系统的利用,不仅能有效缩短航测实际成图的时间周期,还对于提高勘测工程的效率起到了重要的促进作用。针对以上“3S”中的GPS、GIS、RS三项现代测绘新技术的运用,在将地球表面时间模型构建的同时,还能够实时将地球表面物体、空间环境相关联的几何信息和空间位置等相关信息,通过计算机的分析与总结完成数据生成。另外,以上技术的应用,还可以快速地运用平台收集到数据进行模型的处理与分析,最终满足水利工程实际施工的需求。

2现代测绘技术在水利工程中的具体应用

2.1数字化测绘技术如何有效应用于水利工程中

对于水利工程测量过程中,数字化绘测技术主要负责对地面进行数字测图和对原图进行数字化处理。进行原图数字化主要由手扶跟踪数字化和扫描矢量化两种方法,与手扶跟踪法相比,扫描矢量化的方法所获得的数据精度高,完成周期较短,付出成本也比较低。但是与原图相比,还是有些许误差。况且这种方法所描绘的地表形态不能反应实时状况,所以只适用于测量过程中的应急举措。利用数字地球对水利工程的测量是应用计算机将地理坐标的三维构筑统一成一个数据库框架。在这个数据库中,客户可以通过网络访问的形式获得其中储存的资料信息以及数据。因为数字地球工程庞大复杂,涉及的科学技术较广。所以需要各个部门相互合作,相互协调。遥感和数字化测图技术是通过遥感传感器和数字化手段来完成的,也就是采集实际现场的地理信息通过勘探设备进行分析调查。而且由于遥感技术和测图系统的技术特性,在水利工程测量工程结果验收过程、实地勘测过程、水利工程试运行阶段过程中都可以应用到数字化遥感技术。在实际应用当中,工作人员通过采集地形遥感图片,经过计算机的处理,转换成最后可视化图像。完成上述行为后,就可以对接下来开土动工提供参考依据。

2.2GPS测绘技术在水利工程中的具体应用

在水利工程建设期间,GPS技术一般都是被应用到变形监测以及控制测量环节中。总体而言,选址工作属于水利工程建设的必要环节,一般情况下,受多种因素影响,包括复杂地形以及较差通视条件等,将会对水利工程测量造成一定的阻碍,借助GPS技术就能够从源头上解决该问题,究其原因在于该技术在测量工作中不会受气候因素、地形因素等的影响,可以确保测量工作顺利完成。除此之外,针对大坝变形监测工程,若是运用传统形式的测量手段,其前提条件是良好通视条件,而GPS技术并没有通视条件限制,能够实现动态化及时监测,而且在测量精度方面,也可以充分满足水利工程实际建设过程中的精度要求。因计算机软件支持,还能够实现大坝信息的自动化处理,包括水平位移处理与垂直位移处理等,从而为分析工作提供重要依据条件。

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2.3变形监测

(1)大地测量法

在变形监测过程中,大地测量方法是一项传统的方法,其主要工作有工作基点测量、基准网测量以及变形体变形监测,在测量时,使用的测量设备有精密全站仪和电子水准仪。采用大地测量法进行测量时,可以采用三角高程测量、几何水准测量以及交汇测量和现代边角测量等。大地测量方法具有理论方法成熟以及观测费用低等优点,但易受观测条件影响。

(2)基准线测量法

在水平位移变形监测过程中,经常采用基准线法进行监测,在对直线型大坝的坝体以及坝基进行观测时,应根据坝体的情况,选择合理监测方法,一般情况下,对于较短的坝体,可以采用大气激光准直法以及视准线法进行观测;对坝体坝基进行观测过程中,既可以选择垂线法,也可以选择大地测量法进行观测。

(3)液体静力水准测量方法

在垂直位移检测技术过程中,主要可以采用三种技术方法,即三角高程测量、水准测量以及液体静力水准测量技术,其中液体静力水准测量技术应用较为广泛,技术发展较快。在坝体廊道内高程观测及高程传递过程中,比较适合应用液体静力水准测量系统,它具有自动化、高精度以及可移动等特点,同时对于远距离的测量,如跨河、跨海域的测量,可以采用液体精力水准测量方法。

2.4水下地形测量技术

传统的水下地形测量技术多使用经纬仪、电磁波测距仪以及标尺、标杆作为主要仪器、工具,利用断面法或交会法及坐标法来进行定位,使用测深杆和测深锤对水深数据进行采集。然而,传统的水下地形测量技术有明显的缺点:作业效率较低,误差也较大。

随着全球卫星定位技术的应用与发展,传统的水下地形测量技术几乎被弃用。多波束测探仪与差分全球定位系统(DGPS)、GPS-RTK技术以及连续运行卫星定位服务参考站系统(CORS)相互配合开展的水下地形测量正得到广泛的研究与应用。DGPS是将某个已知点当作基准点,通过比较已知点的位置与基准点GPS接收机接收到的连续卫星信号来确定当时的误差伪距修正值。通过无线电台对这些修正值进行接收,反馈到用户的接收机中,进而对GPS信号完成实时修正,其具有实时性、连续性、全天候、高精度等特点。传统的水下测量方法收到距离以及水域情况的影响,在流速急、水域深的困难测区,传统水下测量技术无法完成高精度的测量。由于DGPS是通过连续不断地接受卫星定位信号来进行工作,其在水下测量技术中的应用改变了这一情况,突破了传统水下测量方法的限制,是水下测量方法进入到数字化的时代。

同时,GPS-RTK以及CORS技术都已经达到了厘米级的系统定位精度,并且还能够实现实时无潮测量。GPS-RTK测量技术是目前测绘使用最先进的实时差分定位测量技术,具有高程定位精度高、速度快的特点,当其与数码测深仪连接时,能够完成连续地可控平面与高程同步测量,并且保证大比例尺测绘水下地形点的密度要求。CORS技术是卫星定位技术、计算机网络技术以及数字通讯技术等多个高科技技术深度结合产生的重要应用技术。CORS的使用可以大幅提高测绘的效率与速度,降低测绘的工作量,节约测量标的物的保护以及维护费用,大幅降低了测绘的整体成本,在水利水电工程的水下地形测量中发挥着重要的作用。

结束语

在水利工程建设工作中,现代测绘技术应用的意义非常深远。现代测绘技术的应用可以在一定程度上有效避免多种工程安全事故的发生,最大限度减少人员伤亡过程中降低经济损失。此外,现代测绘技术的有效运用,还能够促进水利工程相关项目建设工期的缩短,在运营成本得到控制的前提下,提升工程的实际工作质量水平与工程效率。

参考文献:

[1]马玉宝.现代测绘技术在水利工程中的应用分析[J].科技创新与应用,2016,(27):234.

[2]胡威,台文斌.水利水电工程测量技术的发展研究[J].建材与装饰,2015,51:295~296.

论文作者:梁永欢

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/22

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